KR20210067733A - 전지케이스 용접용 지그 및 전지케이스 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그는 판재 형상의 제1 지그; 상측 틀, 하측 틀, 우측 틀 및 좌측 틀을 포함하여 중앙에 개방부가 형성된 제2 지그; 및 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에서 용접되는 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 변형 방지 부재를 포함한다.

Description

전지케이스 용접용 지그 및 전지케이스 용접 방법{JIG FOR WELDING BATTERY CASE AND METHOD FOR WELDING BATTERY CASE}
본 발명은 전지케이스 용접용 지그 및 전지케이스 용접 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전지케이스의 휨 현상을 완화할 수 있는 전지케이스 용접용 지그 및 전지케이스 용접 방법에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전률이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 케이스에 내장되어 있는 각형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
파우치형 이차 전지의 경우 재질이 유연하고, 열을 가하여 밀봉하기 때문에 다양한 형태의 이차 전지의 제조가 가능하다. 다만, 강성이 약하고, 밀봉을 하기 위한 실링부위를 폴딩(foldig)을 통해 고정하기 때문에 에너지 손실을 피할 수 없다.
이에, 외장재를 파우치가 아닌 Al 케이스와 같은 금속 케이스를 사용한 리튬 전지를 초기에 사용하였으나, 성형이 어렵고 용접하는 것이 쉽지 않아 한계가 있었다.
특히, 얇은 금속 케이스 형태를 구현하기 위해, 얇은 금속을 용접하더라도 용접 과정에서 얇은 금속에 휨(warpage) 현상이 발생할 수 있다. 이하에서 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 전지케이스 용접용 지그(10)를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 전지케이스 용접용 지그(10)는 아래에 위치한 제1 지그(11) 및 제1 지그(11) 위에 위치하여 개방부(13)가 형성된 제2 지그(12)를 포함한다.
도 2는 도 1의 종래의 전지케이스 용접용 지그(10)에 예비 전지셀(14)이 안착된 상태에서 절단선 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 2를 참고하면, 예비 전지셀(14)은 제1 금속판(15), 제2 금속판(16) 및 전극 조립체(17)를 포함한다. 제1 금속판(15)과 제2 금속판(16)은 전지케이스가 되는 얇은 금속 판으로, 전극 조립체(17)의 상, 하를 각각 감쌀 수 있다.
전지케이스 제조를 위해, 제1 금속판(15)과 제2 금속판(16)의 용접을 실시해야 하는데, 우선, 제1 금속판(15)과 제2 금속판(16)의 최외각 단부를 제1 지그(11)와 제2 지그(12) 사이에 고정한다.
이후, 제2 지그(12)의 개방부(13)를 통해 레이저 등을 투사하여 용접을 실시한다.
다만, 용접 과정에서, 용접 온도 및 그에 따른 금속의 열 변형으로 인해, 전지케이스에 휨(warpage) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 휨 현상은 용접의 품질 확보가 어렵게 만들고, 전지 내부에 손상을 줄 우려가 있다.
도 3 및 도 4는 금속판의 휨(warpage) 현상을 나타내는 사진들로, 얇은 금속판에 열이 가해지면 열 변형으로 인해 이러한 휨(warpage) 현상이 더욱 부각되어 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 종래 기술의 문제를 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예들은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 용접과정에서 휨 현상을 최소화 하는 전지케이스 용접용 지그 및 전지케이스 용접 방법의 제공을 그 목적으로 한다.
다만, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그는 판재 형상의 제1 지그; 상측 틀, 하측 틀, 우측 틀 및 좌측 틀을 포함하여 중앙에 개방부가 형성된 제2 지그; 및 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에서 용접되는 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 변형 방지 부재를 포함한다.
상기 변형 방지 부재는, 상기 전지케이스용 금속판에 가스를 분출하기 위한 가스 공급 장치를 포함할 수 있다.
상기 가스 공급 장치가 상기 제2 지그와 연결될 수 있다.
상기 제2 지그는, 상기 상측 틀, 상기 하측 틀, 상기 우측 틀 및 상기 좌측 틀 중 적어도 하나에 형성된 투입구를 포함하고, 상기 투입구는 상기 가스 공급 장치와 연결될 수 있다.
상기 제2 지그는, 상기 상측 틀, 상기 하측 틀, 상기 우측 틀 및 상기 좌측 틀 중 적어도 하나에 형성된 배출구를 포함하고, 상기 배출구는 상기 개방부 방향으로 가스를 분출할 수 있다.
상기 가스 공급 장치로부터 공급된 상기 가스가 상기 제2 지그 내부를 거쳐 상기 전지케이스용 금속판에 분출될 수 있다.
상기 가스는 질소 가스 및 비활성 가스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 변형 방지 부재는, 상기 개방부를 통해 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에 배치된 상기 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 가압부를 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 전지케이스용 금속판과 접촉하고 상기 개방부와 대응하는 형상을 갖는 가압면을 포함할 수 있다.
상기 전지케이스 용접용 지그는, 상기 가압부의 면 중에서 상기 가압면과 대향하는 면에 부착된 고정 부재를 더 포함하고, 상기 고정 부재는 상기 상측 틀, 상기 하측 틀, 상기 우측 틀 및 상기 좌측 틀 중 적어도 하나에 부착될 수 있다.
상기 전지케이스용 금속판이 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에서 고정되고, 상기 개방부를 통해 상기 전지케이스용 금속판의 용접이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지케이스 용접 방법은 판재 형상의 제1 지그와 중앙에 개방부가 형성된 제2 지그 사이에 전지케이스용 금속판을 포함하는 예비 전지셀을 위치시키는 단계; 상기 개방부를 통해 상기 전지케이스용 금속판을 용접하는 단계; 및 변형 방지 부재를 사용해 상기 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 단계를 포함한다.
상기 변형 방지 부재는 상기 전지케이스용 금속판에 가스를 분출하기 위한 가스 공급 장치를 포함하고, 상기 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 단계는, 상기 제2 지그에서 상기 개방부 방향으로 상기 가스를 분출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 지그는, 상기 가스 공급 장치와 연결되는 투입구 및 상기 개방부 방향으로 상기 가스를 분출하는 배출구를 포함할 수 있다.
상기 변형 방지 부재는, 상기 개방부를 통해 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에 배치된 상기 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 가압부를 포함하고, 상기 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 단계는, 상기 가압부가 상기 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 전지케이스용 금속판과 접촉하고 상기 개방부와 대응하는 형상을 갖는 가압면을 포함할 수 있다.
상기 전지케이스용 금속판은 SUS를 포함할 수 있다.
상기 전지케이스용 금속판은 제1 금속판 및 제2 금속판을 포함하고, 상기 예비 전지셀은 상기 제1 금속판 및 상기 제2 금속판 사이에 수납되는 전극 조립체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 변형 방지 부재를 구비하여 용접과정에서의 휨 현상을 최소화할 수 있는 전지케이스 용접용 지그 및 전지케이스 용접 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 전지케이스 용접용 지그를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 종래의 전지케이스 용접용 지그에 예비 전지셀이 안착된 상태에서 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 금속판에 휨 현상이 발생한 모습을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그의 사시도이다.
도 7은 고정 부재를 포함하는 전지케이스 용접용 지그의 사시도이다.
도 8 및 도 9는 도 5의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 10은 도 6의 절단선 C-C’를 따라 자른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그(10a)의 사시도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그(10a)는 판재 형상의 제1 지그(100a), 중앙에 개방부(250a)가 형성된 제2 지그(200a) 및 제1 지그(100a)와 제2 지그(200a) 사이에서 용접되는 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 변형 방지 부재를 포함한다.
다만, 도 5에서는 설명의 편의를 위해 전지케이스용 금속판은 도시를 생략하였으나, 도 2에 도시된 것과 상호 동일 내지 유사하게 전지케이스용 금속판이 제1 지그(100a)와 제2 지그(200a) 사이에 고정될 수 있다.
제1 지그(100a)는 상기 전지케이스용 금속판의 하단부를 받치는 판재 형상이며, 제2 지그(200a)는 중앙에 개방부(250a)를 형성하기 위해 상측 틀(210a), 하측 틀(220a), 우측 틀(230a) 및 좌측 틀(240a)을 포함한다.
본 실시예에서의 변형 방지 부재는, 상기 전지케이스용 금속판에 가스를 분출하기 위한 가스 공급 장치(400)를 포함할 수 있다. 이러한 가스 공급 장치(400)는 가스를 분출할 수 있다면 형태나 구성에 제한은 없다.
가스 공급 장치(400)는 공급관(410)을 통해 제2 지그(200a)와 연결될 수 있다.
제2 지그(200a)는, 상측 틀(210a), 하측 틀(220a), 우측 틀(230a) 및 좌측 틀(240a) 중 적어도 하나에 형성된 투입구(260)를 포함할 수 있고, 이러한 투입구(260)는 가스 공급 장치(400)와 연결될 수 있다. 도 5에서는 상측 틀(210a)과 하측 틀(220a)에 투입구(260)가 형성되고, 투입구(260)가 공급관(410)을 통해 가스 공급 장치(400)와 연결된 모습이 도시되어 있다.
또한, 제2 지그(200a)는 상측 틀(210a), 하측 틀(220a), 우측 틀(230a) 및 좌측 틀(240a) 중 적어도 하나에 형성된 배출구(271)를 포함할 수 있고, 이러한 배출구(271)는 개방부(250a) 방향으로 가스를 분출할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상측 틀(210a), 하측 틀(220a), 우측 틀(230a) 및 좌측 틀(240a) 각각이 갖는 개방부(250a) 방향의 내측면(270)에 배출구(271)가 형성될 수 있다.
가스 공급 장치(400)로부터 공급된 가스는 투입구(260)를 거쳐, 제2 지그(200a) 내부로 이동한다. 이후, 상기 내부와 연결된 배출구(271)를 통해 개방부(250a) 방향으로 가스가 분출된다.
즉, 투입구(260)와 배출구(271)는 제2 지그(200a) 내부에서 서로 연결되어있으므로, 가스 공급 장치(400)로부터 공급된 가스가 제2 지그(200a) 내부를 거쳐 제1 지그(100a)와 제2 지그(200a) 사이에 고정된 전지케이스용 금속판에 분출될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 전지케이스용 금속판에 용접을 실시하는 도중 또는 용접이 완료된 이후에, 가스 공급 장치(400)로부터 공급받은 가스를 전지케이스용 금속판에 분출함으로써, 용접 열에 의해 전지케이스용 금속판에 휨(warpage) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 전지케이스용 금속판에 용접을 실시하는 도중 및 용접이 완료된 이후 모두 가스를 분출할 수 있음은 물론이다.
이러한 가스는 열 변형 방지를 위해 질소 가스 및 비활성 가스 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그(10b)의 사시도이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지케이스 용접용 지그(10b) 판재 형상의 제1 지그(100b), 중앙에 개방부(250b)가 형성된 제2 지그(200b) 및 제1 지그(100b)와 제2 지그(200b) 사이에서 용접되는 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 변형 방지 부재를 포함한다.
다만, 도 6에서는 도 5와 마찬가지로 설명의 편의를 위해 전지케이스용 금속판은 도시를 생략하였으나, 도 2에 도시된 것과 상호 동일 내지 유사하게 전지케이스용 금속판이 제1 지그(100b)와 제2 지그(200b) 사이에 고정될 수 있다.
제1 지그(100b)는 상기 전지케이스용 금속판의 하단부를 받치는 판재 형상이며, 제2 지그(200b)는 중앙에 개방부(250b)를 형성하기 위해 상측 틀(210b), 하측 틀(220b), 우측 틀(230b) 및 좌측 틀(240b)을 포함한다.
본 실시예에서의 변형 방지 부재는, 개방부(250b)를 통해 제1 지그(100b)와 제2 지그(200b) 사이에 배치된 상기 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 가압부(500)를 포함할 수 있다.
가압부(500)는, 상기 전지케이스용 금속판과 접촉하고 개방부(250b)와 대응하는 형상을 갖는 가압면(510)을 포함할 수 있다.
도 6에서와 같이, 개방부(250b)는 직사각형 형태로 개방되어 있으며, 가압부(500)의 가압면(510)은 그와 대응하여 직사각형 형태를 갖는다. 개방부(250b)를 통해 용접이 이루어질 수 있도록, 가압면(510)의 각 변은 상측 틀(210b), 하측 틀(220b), 우측 틀(230b) 및 좌측 틀(240b)로부터 소폭 이격되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따르면, 전지케이스용 금속판에 용접을 실시하는 도중 또는 용접이 완료된 이후에 가압부(500)가 전지케이스용 금속판에 압력을 가하여, 용접 열에 의해 전지케이스용 금속판에 휨(warpage) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 전지케이스용 금속판에 용접을 실시하는 도중 및 용접이 완료된 이후 모두 가압부(500)가 전지케이스용 금속판에 압력을 인가할 수 있음은 물론이다.
상기 전지케이스용 금속판에 고른 압력을 가하기 위해 가압면(510)은 평평한 것이 바람직하고, 상기 전지케이스용 금속판 중 개방부(250b)를 통해 노출된 전 부분에 고른 압력을 가하기 위해 앞서 언급한대로 가압면(510)이 개방부(250b) 대응하는 형상을 갖는 것이 바람직하다.
도 7은 고정 부재(520)를 포함하는 전지케이스 용접용 지그(10b)의 사시도이다.
도 7을 도 6과 함께 참고하면, 전지케이스 용접용 지그(10b)는 가압부(500)의 면 중에서 가압면(510)과 대향하는 면에 부착된 고정 부재(520)를 더 포함할 수 있다. 가압면(510)과 대향하는 면은 도 7에서 가압부(500)의 상면을 가리킨다.
이러한 고정 부재(520)는 상측 틀(210b), 하측 틀(220b), 우측 틀(230b) 및 좌측 틀(240b) 중 적어도 하나에 부착될 수 있으며, 도시한 바와 같이 우측 틀(230b)과 좌측 틀(240b)에 부착되어 있다.
고정 부재(520)에 의해 가압부(500)가 제2 지그(200b)와 고정되어, 가압부(500)가 기설정된 위치로부터 이탈하는 것을 막을 수 있다.
또한, 경우에 따라 가압부(500)의 무게만으로 상기 전지케이스용 금속판에 목적하는 압력을 인가하기 어려울 수 있으므로, 고정 부재(520)를 부착함으로써 가압부(500)의 가압 압력을 보완할 수 있다.
이러한 고정 부재(520)는, 가압부(500)를 고정시킬 수 있으면 형태나 소재에 제한이 없으나, 일면에 접착성을 갖는 고정 테이프인 것이 바람직하다.
이하, 도 8 내지 도 10와 함께 본 발명의 일 실시예에 따른 전지케이스 용접 방법을 설명하도록 한다. 구체적으로는 위에 설명한 전지케이스 용접용 지그를 이용한 전지케이스 용접 방법에 관한 것이다. 다만, 앞서 설명한 내용과 중복되는 부분은 생략하도록 한다.
도 8은 도 5의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도이다. 다만, 설명의 편의를 위해 도 5와 달리 예비 전지셀(300)이 탑재된 상태를 도시하였다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지케이스 용접 방법은, 판재 형상의 제1 지그(100a)와 중앙에 개방부(250a)가 형성된 제2 지그(200a) 사이에 전지케이스용 금속판(310, 320)을 포함하는 예비 전지셀(300)을 위치시키는 단계, 개방부(250a)를 통해 전지케이스용 금속판(310, 320)을 용접하는 단계 및 변형 방지 부재를 사용해 전지케이스용 금속판(310, 320)의 휨 현상을 방지하는 단계를 포함한다.
예비 전지셀(300)은 전극 조립체(330)를 포함하고, 전지케이스용 금속판(310, 320)은 제1 금속판(310)과 제2 금속판(320)을 포함하며, 전극 조립체(330)가 제1 금속판(310)과 제2 금속판(320) 사이에 배치될 수 있다.
우선, 상기 예비 전지셀(300)을 위치시키는 단계는, 제1 금속판(310)과 제2 금속판(320)이 맞닿은 양 단부를 제1 지그(100a)와 제2 지그(200a) 사이에 위치시켜, 예비 전지셀(300)을 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.
다음, 상기 전지케이스용 금속판(310, 320)을 용접하는 단계는, 개방부(250a)를 통해 제1 금속판(310)과 제2 금속판(320)이 맞닿은 부분에 용접을 실시하는 단계를 포함할 수 있다. 용접 방법에 제한은 없고, 레이저 등을 투사할 수 있다.
도 9는 도 8과 마찬가지로 도 5의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면도로, 전지케이스용 금속판(310, 320)의 휨 현상을 방지하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 또한 역시 도 8과 마찬가지로 설명의 편의를 위해 예비 전지셀(300)이 탑재된 상태를 도시하였다.
상기 변형 방지 부재는 전지케이스용 금속판(310, 320)에 가스를 분출하기 위한 가스 공급 장치를 포함할 수 있고, 전지케이스용 금속판(310, 320)의 휨 현상을 방지하는 단계는 제2 지그(200a)에서 개방부(250a) 방향으로 가스를 분출하는 단계를 포함할 수 있다.
이를 위해 제2 지그(200a)는 가스 공급 장치와 연결되는 투입구(260) 및 개방부(250a) 방향으로 가스를 분출하는 배출구(271)를 포함할 수 있다. 앞서 설명한대로, 투입구(260)는 공급관(410)을 통해 가스 공급 장치와 연결되어 가스를 공급 받는다. 자세한 사항은 앞서 설명한 내용과 중복이니 생략하도록 한다.
본 실시예에서의 가스를 분출하는 단계는, 전지케이스용 금속판(310, 320)을 용접하는 단계 이후에 수행되거나 전지케이스용 금속판(310, 320)을 용접하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 또 용접하는 단계와 동시에 이루어진 후, 용접이 끝난 이후에서 계속될 수 있다.
도 10은 도 6의 절단선 C-C'를 따라 자른 단면도이다. 다만, 설명의 편의를 위해 도 6와 달리 예비 전지셀(300)이 탑재되고, 그 위에 가압부(500)가 위치한 상태를 도시하였다. 예비 전지셀(300)은 도 8에서 설명한 예비 전지셀과 상호 동일 내지 유사하다.
도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 변형 방지 부재는, 개방부(250b)를 통해 제1 지그(100b)와 제2 지그(200b) 사이에 배치된 전지케이스용 금속판(310, 320)에 압력을 가하는 가압부(500)를 포함할 수 있다.
또한, 전지케이스용 금속판(310, 320)의 휨 현상을 방지하는 단계는, 가압부(500)가 전지케이스용 금속판(310, 320)에 압력을 가하는 단계를 포함할 수 있다.
가압부(500)는, 전지케이스용 금속판(310, 320)과 접촉하고 개방부(250b)와 대응하는 형상을 갖는 가압면(510)을 포함할 수 있다. 전지케이스용 금속판(310, 320)에 고른 압력을 인가하기 위해 가압면(510)은 평평한 것이 바람직하다.
가압부(500)가 전지케이스용 금속판(310, 320)에 압력을 가하는 단계는, 전지케이스용 금속판(310, 320)을 용접하는 단계 이후에 수행되거나 전지케이스용 금속판(310, 320)을 용접하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 또 용접하는 단계와 동시에 이루어진 후, 용접이 끝난 이후에서 계속될 수 있다.
한편, 전지케이스용 금속판(310, 320)은 SUS(stainless use steel)를 포함할 수 있고, 바람직하게는 SUS316L을 포함할 수 있으며, 그 두께는 50μm 내지 150μm일 수 있다.
휨 현상은 이러한 SUS 금속판에 대해 용접을 실시할 때 보다 문제가 될 수 있으므로, 가스를 분출하는 단계 또는 가압부가 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 단계를 통한 본 발명에서의 휨 현상 방지 효과는 용접 대상이 SUS를 포함하는 전지케이스용 금속판일 때 더욱 우수할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10a, 10b: 전지케이스 용접용 지그
100a, 100b: 제1 지그
200a, 200b: 제2 지그
250a, 250b: 개방부
260: 투입구
270: 내측면
271: 배출구
300: 예비 전지셀
400: 가스 공급 장치
410: 공급관
500: 가압부
510: 가압면

Claims (18)

  1. 판재 형상의 제1 지그;
    상측 틀, 하측 틀, 우측 틀 및 좌측 틀을 포함하여 중앙에 개방부가 형성된 제2 지그; 및
    상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에서 용접되는 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 변형 방지 부재를 포함하는 전지케이스 용접용 지그.
  2. 제1항에서,
    상기 변형 방지 부재는, 상기 전지케이스용 금속판에 가스를 분출하기 위한 가스 공급 장치를 포함하는 전지케이스 용접용 지그.
  3. 제2항에서,
    상기 가스 공급 장치가 상기 제2 지그와 연결된 전지케이스 용접용 지그.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 지그는, 상기 상측 틀, 상기 하측 틀, 상기 우측 틀 및 상기 좌측 틀 중 적어도 하나에 형성된 투입구를 포함하고,
    상기 투입구는 상기 가스 공급 장치와 연결되는 전지케이스 용접용 지그.
  5. 제3항에서,
    상기 제2 지그는, 상기 상측 틀, 상기 하측 틀, 상기 우측 틀 및 상기 좌측 틀 중 적어도 하나에 형성된 배출구를 포함하고,
    상기 배출구는 상기 개방부 방향으로 가스를 분출하는 전지케이스 용접용 지그.
  6. 제3항에서,
    상기 가스 공급 장치로부터 공급된 상기 가스가 상기 제2 지그 내부를 거쳐 상기 전지케이스용 금속판에 분출되는 전지케이스 용접용 지그.
  7. 제2항에서,
    상기 가스는 질소 가스 및 비활성 가스 중 적어도 하나를 포함하는 전지케이스 용접용 지그.
  8. 제1항에서,
    상기 변형 방지 부재는, 상기 개방부를 통해 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에 배치된 상기 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 가압부를 포함하는 전지케이스 용접용 지그.
  9. 제8항에서,
    상기 가압부는, 상기 전지케이스용 금속판과 접촉하고 상기 개방부와 대응하는 형상을 갖는 가압면을 포함하는 전지케이스 용접용 지그.
  10. 제9항에서,
    상기 가압부의 면 중에서 상기 가압면과 대향하는 면에 부착된 고정 부재를 더 포함하고,
    상기 고정 부재는 상기 상측 틀, 상기 하측 틀, 상기 우측 틀 및 상기 좌측 틀 중 적어도 하나에 부착된 전지케이스 용접용 지그.
  11. 제1항에서,
    상기 전지케이스용 금속판이 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에서 고정되고,
    상기 개방부를 통해 상기 전지케이스용 금속판의 용접이 이루어지는 전지케이스 용접용 지그.
  12. 판재 형상의 제1 지그와 중앙에 개방부가 형성된 제2 지그 사이에 전지케이스용 금속판을 포함하는 예비 전지셀을 위치시키는 단계;
    상기 개방부를 통해 상기 전지케이스용 금속판을 용접하는 단계; 및
    변형 방지 부재를 사용해 상기 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 단계를 포함하는 전지케이스 용접 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 변형 방지 부재는 상기 전지케이스용 금속판에 가스를 분출하기 위한 가스 공급 장치를 포함하고,
    상기 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 단계는, 상기 제2 지그에서 상기 개방부 방향으로 상기 가스를 분출하는 단계를 포함하는 전지케이스 용접 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 지그는, 상기 가스 공급 장치와 연결되는 투입구 및 상기 개방부 방향으로 상기 가스를 분출하는 배출구를 포함하는 전지케이스 용접 방법.
  15. 제12항에서,
    상기 변형 방지 부재는, 상기 개방부를 통해 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에 배치된 상기 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 가압부를 포함하고,
    상기 전지케이스용 금속판의 휨 현상을 방지하는 단계는, 상기 가압부가 상기 전지케이스용 금속판에 압력을 가하는 단계를 포함하는 전지케이스 용접 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 가압부는, 상기 전지케이스용 금속판과 접촉하고 상기 개방부와 대응하는 형상을 갖는 가압면을 포함하는 전지케이스 용접 방법.
  17. 제12항에서,
    상기 전지케이스용 금속판은 SUS를 포함하는 전지케이스 용접 방법.
  18. 제12항에서,
    상기 전지케이스용 금속판은 제1 금속판 및 제2 금속판을 포함하고,
    상기 예비 전지셀은 상기 제1 금속판 및 상기 제2 금속판 사이에 수납되는 전극 조립체를 포함하는 전지케이스 용접 방법.
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